(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
市場から回収した発泡樹脂シート成形容器を再生樹脂としてリサイクルするための方法であって、
前記市場回収発泡樹脂容器を平均大きさほぼ７〜３００ｃｍ２に粗粉砕して粗粉砕物とする工程と、
前記粗粉砕物を水洗浄する工程と、
前記水洗浄後の粗粉砕物をアルカリもしくは石鹸を含むほぼ３０〜７０℃の温水で洗浄する工程と、
前記温水洗浄後の前記粗粉砕物を水で叩きながら洗浄と移送と水切りを行う工程と、
前記洗浄移送後の水切りされた粗粉砕物を加熱乾燥することなく物理的な脱水処理によって含水量をほぼ１８ｗｔ％以下にする工程と、
前記ほぼ１８ｗｔ％以下に脱水処理された粗粉砕物を平均大きさほぼ０．２〜６ｃｍ２に細粉砕して細粉砕物とする工程と、
前記細粉砕物を溶融押出機を利用して減容と溶融を行い再生溶融樹脂とする工程と、
を少なくとも含むことを特徴とする市場回収発泡樹脂容器のリサイクル方法。
【請求項２】
溶融押出機として、直列に配列した第１の溶融押出機と第２の溶融押出機とを備え、第１の溶融押出機の溶融樹脂押出口と第２の溶融押出機の溶融樹脂取入口との連結部には減圧室が形成されて溶融押出機を用いることを特徴とする請求項１に記載の市場回収発泡樹脂容器のリサイクル方法。
【請求項３】
市場から回収した発泡樹脂シート成形容器を再生樹脂としてリサイクルするための装置であって、
前記市場回収発泡樹脂容器を平均大きさほぼ７〜３００ｃｍ２に粗粉砕して粗粉砕物とするための粗粉砕機と、
生成された前記粗粉砕物を水洗浄するための水洗浄機と、
前記水洗浄後の粗粉砕物をアルカリもしくは石鹸を含むほぼ３０〜７０℃の温水で洗浄するための温水洗浄機と、
前記温水洗浄後の前記粗粉砕物を水で叩きながら洗浄と移送と水切りを行う洗浄移動機と、
前記洗浄移送後の水切りされた粗粉砕物を加熱乾燥することなく物理的な脱水処理にて含水量をほぼ１８ｗｔ％以下にすることのできる脱水機と、
前記脱水処理された粗粉砕物を平均大きさほぼ０．２〜６ｃｍ２に細粉砕して細粉砕物とするための細粉砕機と、
前記細粉砕物の減容と溶融を行い再生溶融樹脂とするための溶融押出機と、
を少なくとも含むことを特徴とする市場回収発泡樹脂容器のためのリサイクル装置。
【請求項４】
溶融押出機が、直列に配列した第１の溶融押出機と第２の溶融押出機とを備え、第１の溶融押出機の溶融樹脂押出口と第２の溶融押出機の溶融樹脂取入口との連結部には減圧室が形成されて溶融押出機であることを特徴とする請求項３に記載の市場回収発泡樹脂容器のリサイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、市場から回収された発泡樹脂シート成形容器を再生樹脂としてリサイクルするための方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡樹脂製の容器は、食品の収容容器あるいはトレーとして、広く市場で用いられている。現在、使用後の発泡樹脂製の容器をどのように処理すべきかが、社会的な課題となっており、市場から回収した発泡樹脂製の容器を再び原料用の樹脂に戻す、すなわち再生樹脂としてリサイクルすることについて、いくつかの提案がなされている。
【０００３】
特許文献１には、発泡スチロールをリモネンなどの有機溶剤に熔解し、その後、この有機溶剤を気化させて分離することで、ペレット化した再生樹脂を得るようにしたリサイクル装置が記載されている。また、特許文献２には、発泡していないＰＥＴボトルなどをリサイクルするために、ＰＥＴをフレークに粉砕し、このフレークを熱洗浄水などを使用して洗浄し、次いですすぎを行い、すすぎ工程を経たＰＥＴフレークを水切りして熱風乾燥装置により熱風乾燥処理を行うようにしたリサイクルＰＥＴフレークの洗浄方法と装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７９４６６号公報
【特許文献２】特開２００２−３２０９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のリサイクル方法では、発泡スチロールを容易に溶かすことのできる有機溶媒を使用するため、リサイクルして得たペレットに含まれる有機溶剤の除去と除去した有機溶剤を回収する必要がある。有機溶剤の除去には、大がかりな真空装置などの付帯設備が必要であり、多くのエネルギーと時間を必要とし、さらに再生樹脂としては、有機溶剤を例えば５０ｐｐｍ未満の許容濃度まで減少させることも求められる。特許文献２に記載の方法および装置では、有機溶剤を使用しないので、有機溶剤の除去に要するエネルギーと時間は必要としないが、すすぎ工程を経たＰＥＴフレークを水切りして熱風乾燥を行う必要があり、熱風乾燥に多くのエネルギーを必要としている。
【０００６】
そのようなことから、一度使用された樹脂製品から原料樹脂として使用可能な再生樹脂を得るには、多くのエネルギーと時間を要しているのが現状であり、環境への負荷が大きくなっている。そのために、より少ないエネルギーでまたより短い時間で再生樹脂を得ることのできる、使用済み樹脂のリサイクル方法と装置が求められている。
【０００７】
本発明は上記の要請に答えることのできる樹脂のリサイクル方法と装置を提供することを課題としており、より具体的には、市場から回収した発泡樹脂シート成形容器を、少ないエネルギーでまた短い時間で再生樹脂としてリサイクルすることのできる方法と装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、樹脂製品、特に発泡樹脂シートを熱成形して得られた樹脂製品の場合、それを粉砕した後に洗浄などの目的で水につけた場合、洗浄水は破断面から粉砕物の内部に入り込んでしまい含水率が高くなってしまうことを知見した。一方、表面に付着している水分は、加熱乾燥処理を行わなくても、遠心分離のような物理的脱水処理によって、短時間で除去できることも知見した。
【０００９】
また、発泡樹脂製品からの再生樹脂を得るには、発泡樹脂製品の粉砕品を溶融押出機に投入して、減容と溶融を行いペレット化する必要がある。その際に、投入される粉砕品の含水量が大きいと、溶融押出機から溶融樹脂が安定した状態で押し出せず、良質の再生樹脂が得られないことから、溶融押出機に投入するときの粉砕樹脂の含水量は、使用する溶融押出機での脱気性能によって変動があるとしても、ほぼ１８ｗｔ％程度以下であることが望ましいことを見出した。
【００１０】
前記したように、発泡樹脂シートを熱成形して得られた樹脂製品の粉砕物の場合、洗浄処理などで表面に付着した水分は、物理的脱水処理によって短時間で除去することができる。したがって、市場からの回収品を最初の粗粉砕と次の細粉砕との二段階で行い、粗粉砕した状態で水やアルカリもしくは石鹸を使用して洗浄処理を行い、洗浄後の粗粉砕物を脱水処理した後に、細粉砕して溶融押出機に投入する。その際に、粗粉砕物の大きさを所定の範囲のものとすることで、粗粉砕物一定容積当たりでの前記破断面から粉砕物の内部に入り込んでいる水分量を低く抑えることができる。そのために、洗浄後の粗粉砕物に対して加熱乾燥処理を行わなくても、遠心分離のような物理的脱水処理を行うのみで、溶融押出機へ投入するのには何の支障もない程度にまで含水量を下げることを、短時間に、しかも少ないエネルギーで実現できることも知見した。本発明は上記の新たな知見に基づいてなされたものである。
【００１１】
すなわち、本出願の第１の発明は、市場から回収した発泡樹脂シート成形容器を再生樹脂としてリサイクルするための方法であって、前記市場回収発泡樹脂容器を平均大きさほぼ７〜３００ｃｍ２に粗粉砕して粗粉砕物とする工程と、前記粗粉砕物を水洗浄する工程と、前記水洗浄後の粗粉砕物をアルカリもしくは石鹸を含むほぼ３０〜７０℃の温水で洗浄する工程と、前記温水洗浄後の粗粉砕物を加熱乾燥することなく物理的な脱水処理によって含水量をほぼ１８ｗｔ％以下にする工程と、前記ほぼ１８ｗｔ％以下に脱水処理された粗粉砕物を平均大きさほぼ０．２〜６ｃｍ２に細粉砕して細粉砕物とする工程と、前記細粉砕物を溶融押出機を利用して減容と溶融を行い再生溶融樹脂とする工程と、を少なくとも含むことを特徴とする市場回収発泡樹脂容器のリサイクル方法である。
【００１２】
また、本出願の第２の発明は、市場から回収した発泡樹脂シート成形容器を再生樹脂としてリサイクルするための装置であって、前記市場回収発泡樹脂容器を平均大きさほぼ７〜３００ｃｍ２に粗粉砕して粗粉砕物とするための粗粉砕機と、生成された前記粗粉砕物を水洗浄するための水洗浄機と、前記水洗浄後の粗粉砕物をアルカリもしくは石鹸を含むほぼ３０〜７０℃の温水で洗浄するための温水洗浄機と、前記温水洗浄後の粗粉砕物を加熱乾燥することなく物理的な脱水処理にて含水量をほぼ１８ｗｔ％以下にすることのできる脱水機と、前記脱水処理された粗粉砕物を平均大きさほぼ０．２〜６ｃｍ２に細粉砕して細粉砕物とするための細粉砕機と、前記細粉砕物の減容と溶融を行い再生溶融樹脂とするための溶融押出機と、少なくとも含むことを特徴とする市場回収発泡樹脂容器のためのリサイクル装置である。
【００１３】
前記したように、市場回収発泡樹脂容器を再生樹脂としてリサイクルするには、水による洗浄処理が必要であり、溶融押出機を用いて溶融樹脂とするためには洗浄に用いた水分の多くを粉砕物から除去する必要があるが、本発明によれば、この水分の除去を熱風乾燥のような加熱乾燥処理を行うことなく、物理的な脱水処理のみによって行うことが可能となる。そのために、使用エネルギーの削減と処理時間の短縮の双方が可能となり、環境への負荷を軽減することのできるリサイクル処理方法および装置となる。
【００１４】
本発明において、遠心分離のような物理的な脱水処理では、粗粉砕物の表面に付着した水分は短時間で除去することができるが、粉砕面から内部に浸入した水分の除去は難しい。したがって、脱水処理後の粗粉砕物の単位容積（例えば１００Ｌ）当たりでの含水量（各粗粉砕物の粉砕面から内部に浸入した水分の総量）は、当該粗粉砕物が溶融押出機を溶融しながらに通過するときに、そのベント口から蒸気として排出できる量にほぼ等しいかそれ以下に抑える必要がある。
【００１５】
本発明者らの実験では、従来発泡樹脂のリサイクル処理に用いられている一般的な溶融押出機を使用する場合に、市場回収発泡樹脂容器の粗粉砕物を平均大きさ７ｃｍ２程度よりも小さい大きさに粉砕すると、粗粉砕物の単位容積当たりの粉砕面の総和が大きくなりすぎて、ベント口から蒸気として排出できる能力を超えることとなり、安定して再生樹脂が得られなかった。また、市場回収発泡樹脂容器の粗粉砕物を平均大きさが３００ｃｍ２よりも大きい場合には、粗粉砕物を次工程に移送する際に、配管で詰まったりする支障が生じることがあった。したがって、本発明において、市場回収発泡樹脂容器を平均大きさほぼ７〜３００ｃｍ２に粗粉砕して粗粉砕物とすることが、必要な発明構成事項となる。
【００１６】
市場から回収した発泡樹脂シート成形容器は表面に汚れが残っているものがある。その汚れを落とすことは、良質の再生樹脂を得るのに必要な処理である。本発明において、粗粉砕物を水洗浄するのは、たんぱく質系の汚れを落とすのに必要な発明構成事項であり、水洗浄後の粗粉砕物をアルカリもしくは石鹸を含むほぼ３０〜７０℃の温水で洗浄することは、油脂分の汚れを落とすのに必要な発明構成事項である。
【００１７】
前記したように、発泡樹脂製品の粉砕品を溶融押出機に投入して減容と溶融を行い、良質の再生樹脂として安定して溶融押出機から押し出すためには、溶融樹脂中の含水量はできるだけ低いことが望ましい。そのためには、溶融押出機に投入するときの粉砕樹脂の含水量は、多くとも１８ｗｔ％とすることで、ほぼその全量をベント口から排出することができる。したがって、本発明において、前記温水洗浄後の粗粉砕物を加熱乾燥処理することなく物理的な脱水処理によって短時間にしかも少ないエネルギーで含水量をほぼ１８ｗｔ％以下にすることは、必要な発明構成事項となる。
【００１８】
通常の溶融押出機において、投入された発泡樹脂の粉砕物を良好に減容しかつ溶融するには、粉砕物の大きさは平均ほぼ０．２〜６ｃｍ２であることが望ましい。したがって、本発明において、前記ほぼ１８ｗｔ％以下に脱水処理された粗粉砕物を平均大きさほぼ０．２〜６ｃｍ２に細粉砕して細粉砕物とすることは、必要な発明構成事項となる。
【００１９】
本発明において、前記細粉砕物は溶融押出機内に投入され、従来と同様に、減容と溶融処理を受ける。その過程で、前記したように、細粉砕物に浸入していた水分は、溶融押出機に設けられているベント口から外気に放出される。水分を放出することで含水量がほぼ０ｗｔ％にまで低くされた良質の再生樹脂は、溶融押出機の押出口から安定して押し出されていき、冷却後にペレットに裁断されるか、シート状とされる。そして、得られた再生樹脂は、それ単独であるいはバージン樹脂と混ぜられて、再び容器、トレー等に成形される。
【００２０】
本発明において、使用する溶融押出機は単体の押出機であってもよく、直列に第１の溶融押出機と第２の溶融押出機とが配列した形態の多段押出機であってもよい。後者の場合には、第１の溶融押出機の溶融樹脂押出口と第２の溶融押出機の溶融樹脂取入口との連結部に減圧室が形成された多段溶融押出機を用いるようにしてもよい。連結部に減圧室を備えた多段溶融押出機を用いる場合には、再生樹脂に含まれる揮発分などをさらに除去することができるので、一層良質な再生樹脂を得ることができる。
【００２１】
本発明において、市場から回収した発泡樹脂シート成形容器の樹脂種、発泡倍率、形状および大きさは、任意であり、特に制限はない。粗粉砕物としたときに、その粉砕面からの水の浸入量が少ないことから、独立気泡の多い発泡スチロール系樹脂容器のリサイクルに本発明を適用することは好適である。発泡倍率は、市場から回収される多種類の発泡樹脂シート成形容器の発泡倍率に左右されるが、強度や断熱性の点からほぼ５〜２２倍の範囲の容器が多く、これらの容器に好適に本発明を適用することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、市場から回収した発泡樹脂シート成形容器を、少ないエネルギーで、短い時間で、かつ真空乾燥装置や熱風乾燥装置を使用することなく、再生樹脂として有効にリサイクルすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明によるリサイクルシステムの一例を説明する工程図。
【図２】本発明によるリサイクル装置の一例を説明する第１の図。
【図３】第１の図に続く第２の図。
【図４】本発明で使用する溶融押出機の一例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施の形態を、図１に示す工程図および図２〜４に示す装置の図を参照しながら説明する。
【００２５】
本発明においてリサイクルの対象となる樹脂容器は、市場から回収した発泡樹脂シート成形容器である。市場から回収される樹脂容器には、多くの種類のものが混在しているのが通常であり、最初に、その中から発泡樹脂シートの成形容器を選別する（Ｓ１０）。選別の後、必要に応じて、選別した樹脂容器に対して洗浄処理を行う（Ｓ１１）。この処理（Ｓ１１）は省略してもよい。なお、リサイクル処理の対象となる樹脂容器は発泡樹脂シートの成形容器とする。選別作業は、手作業で行うこともあり、発泡樹脂シートの成形容器は非発泡樹脂の成形容器と比較して相対的に軽量であることから、風力選別機などを利用することもできる。
【００２６】
次に、選別した樹脂容器を、従来知られている適宜の粗粉砕機１を用いて、平均大きさほぼ７〜３００ｃｍ２の範囲となるように粗粉砕し、粗粉砕物とする（Ｓ１２）。必要な場合には、バッファとしてのサイロ２に保管してよい（Ｓ１３）。次に、粗粉砕品に対して、水洗浄機３による水洗浄を行う（Ｓ１４）。水洗浄機３には、好ましくは回転羽またはスクリュー方式のものを用い、そこに水と粗粉砕物とを流し込んで、たんぱく質や異物（固形物）を洗い落とす。好ましくは、水洗浄機３は水平〜３０度程度傾けて設置し、傾け上流端から水と粗粉砕物とを投入し、他端から洗浄後の粗粉砕物を取り出すようにする。
【００２７】
次に、洗浄後の粗粉砕物をコンベア４等で水を切りながら移送し（Ｓ１５）、温水洗浄機５に投入して温水洗浄を行う（Ｓ１６）。温水洗浄機５は、アルカリまたは石鹸を含むほぼ３０〜７０℃の温水で対象物を洗浄するものであり、好ましくは回転羽またはスクリュー方式で、撹拌しながら油脂分を洗い落とす。温水洗浄機５の場合も、好ましくは水平〜３０度程度傾けて設置し、傾け上流端から洗浄水と粗粉砕物とを投入し、他端から洗浄後の粗粉砕物を取り出すようにする。
【００２８】
次に、温水洗浄後の粗粉砕物を洗浄移動機６，６で移送する（Ｓ１７，Ｓ１８）。洗浄移動機６は、温水洗浄機５から出てくる粗粉砕物を水で叩きながら洗浄と移送を行うものであり、１機でもよく、図示のように直列に複数機並べてもよい。設置角度は、水切りを良好にするために、移送方向に向けて５〜４５度傾けて設置するのが好ましい。
【００２９】
前記Ｓ１８までの工程で、粗粉砕物に対する必要な洗浄処理は終了する。Ｓ１８の工程で水切りされた粗粉砕物の表面には水分が付着しているとともに、その破断面に現れている発泡気泡を通して、破断面から約１〜３ｍｍ程度内部まで水分が浸入している。
【００３０】
次に、洗浄移動機６から出てくる粗粉砕物を脱水機７に投入して脱水処理を行う（Ｓ１９）。用いる脱水機７は、スクリュープレス方式や遠心分離方式などの物理的な脱水機であってよく加熱温風処理などの熱的処理を伴う乾燥機を用いることを要しない。脱水機７によって、粗粉砕物の含水量がほぼ１８ｗｔ％以下、好ましくは１０ｗｔ％以下となるまで、脱水処理を行う。
【００３１】
次に、含水量がほぼ１８ｗｔ％以下となった粗粉砕物を細粉砕機８に投入して、平均大きさほぼ０．２〜６ｃｍ２に細粉砕して細粉砕物とする（Ｓ２０）。細粉砕物がこの大きさであれば、溶融押出機のベント口から水分を十分に除去でき、細粉砕物の減容と溶融を安定させて押し出しすることができる。細粉砕機８で細粉砕され細粉砕物を必要に応じてサイロ９にストックしておく（Ｓ２１）。
【００３２】
最後に、細粉砕物を溶融押出機１０に投入する（Ｓ２２）。投入された細粉砕物は溶融押出機１０を通過する過程で、減容されまた加熱と加圧を受けて溶融する。その過程で、溶融押出機１０に設けられているベント口から、細粉砕物に含まれていたほぼ１８ｗｔ％以下好ましくは１０ｗｔ％以下の水分はほぼ完全に除去される。そのために、溶融押出機１０の押出口からは良質の再生樹脂が安定して押し出されてくる。溶融押出機の形態に制限はなく、押し込みホッパー付きツイン、シングルまたはタンデム式押出機などを適宜も用いることができる。なお、溶融押出機１０については、後に詳しく説明する。
【００３３】
溶融押出機１０から押し出される再生樹脂は、例えば従来知られたペレタイザー１１でペレット状とされ（Ｓ２３）、その後、袋やサイロなどで適宜保管される。
【００３４】
上記のように、本発明による市場回収発泡樹脂容器のリサイクル方法および装置では、洗浄後の粉砕品から洗浄時に付着した水分を除去するのに、多くのエネルギーを必要とする熱的乾燥装置を用いなくても、所要の含水量まで水分を除去することができ、水分除去後の粗粉砕物を細粉砕物とした後、溶融押出機に投入することで、良好の再生樹脂を得ることができる。それにより、従来のリサイクル方法および装置と比較して、少ないエネルギーで、低いコストで、安価な設備で、短時間に樹脂の再生を行うことが可能となる。
【００３５】
本発明において、前記した水洗浄機３、洗浄移動機６に供給する水は、処理後にそのまま系外に排水することもできるが、水を効率的に利用するために、水を循環させて再利用することが望ましい。そのために、水洗浄機３、洗浄移動機６および脱水機７から排水される水を、直接処理水戻しポンプ２０によって水処理設備２１に戻し、そこで必要な浄水処理を行った後、再び水洗浄機３や洗浄移動機６に供給することが推奨される。また、図１の工程図に示すよう、洗浄機３ではより多くの水を使用するので、水洗浄機３、洗浄移動機６および脱水機７から排水される水を洗浄機３およびコンベア４を循環させた後に、処理水戻しポンプ２０によって水処理設備２１に戻すようにしてもよい。
【００３６】
本発明において、水洗浄後の粗粉砕物をアルカリもしくは石鹸を含むほぼ３０〜７０℃の温水で洗浄する工程で使用する洗浄水も、処理後にそのまま系外に排水することもできる。しかし、効率的に洗浄水を利用するために、循環系を構築して再利用することが望ましい。
【００３７】
図１の工程図には、循環系の一例を示している。ここにおいて、循環系は、熱源としてのヒートポンプユニット３１と、熱交換に必要な熱量を確保するためのクッションタンク３２と、熱交換器３３とからなる第１ユニット３０と、洗浄移動機６からの処理水を一旦貯留するタンク４１と、粗濾過器４２と、粗濾過器４２からの処理水を一旦貯留するタンク４３と、精密濾過器４４と、精密濾過器４４からの処理水を一旦貯留するタンク４５と、前記熱交換器３３とからなる第２ユニット４０とで構成される。
【００３８】
第１ユニット３０は、温水洗浄機５に供給される洗浄温水の温度をほぼ３０〜７０℃に昇温させるためのものであり、ヒートポンプユニット３１で生成された４０〜８０℃の熱媒体（熱水）が熱交換器３３を送られ、そこを通過するアルカリもしくは石鹸を含む洗浄温水と熱交換することで、洗浄温水をほぼ３０〜７０℃に昇温させる。なお、ヒートポンプユニット３１は熱源の一例であり、他に、ボイラー、ヒータ、自家発電の排気や冷却水の排熱なども再利用することができる。
【００３９】
第２ニット４０は、前記洗浄温水の循環系である。アルカリ水タンク４６内のアルカリもしくは石鹸を含む洗浄水は、前記熱交換器３３を通ることでほぼ３０〜７０℃に昇温された後、前記温水洗浄機５の入口上部から注水またはシャワー状に投入される。そして、温水洗浄機５の出口上部から粗粉砕物と一緒に、洗浄移動機６に排出される。洗浄移動機６を通過するときに、洗浄温水と粗粉砕物は分離され、洗浄温水はタンク４１に一旦溜められる。
【００４０】
その後、洗浄温水は粗濾過器４２において異物が除去された後、再びタンク４３に溜められ、そこから精密濾過器４４に移動する。粗濾過器４２では、目に見えるレベルの異物が取り除かれ、精密濾過器４４では熱交換器３３を使用するのに支障のないレベルまで異物が取り除かれる。なお、このような機能を持つ粗濾過器４２および精密濾過器４４はよく知られたものであってよく、詳細な説明は省略する。精密濾過器４４を通ったアルカリもしくは石鹸を含む洗浄温水はタンク４５に溜められた後、前記した熱交換器３３に再び移動する。上記のように洗浄温水が循環するときに、不足分の洗浄水は、前記したアルカリ水タンク４６から補充される。
【００４１】
なお、前記タンク４５には温度計４７が取り付けてあり、熱交換器３３に送給される洗浄温水の温度を測定している。温度情報は図示しない制御手段に送られて、熱交換器３３での温度制御に利用される。また、精密濾過器４４およびタンク４５には、そこに設けられたフィルターを逆洗するための処理水または上水送り手段４８も設けられている。
【００４２】
次に、溶融押出機１０について説明する。前記したように、本発明による市場回収発泡樹脂容器のリサイクル方法および装置において、用いる溶融押出機１０は、この技術分野で従来知られた形式の一連式または多連式の溶融押出機を適宜用いることができる。しかし、図４に示す新規な溶融押出機１０を用いることにより、さらに良質の再生樹脂を得ることができる。
【００４３】
図示される溶融押出機１０は、第１の溶融押出機５０と第２の溶融押出機６０とを備える。２つの溶融押出機１０、６０それ自体は、従来公知の押出機であってよい。この例において、第１の溶融押出機５０は、再生樹脂の原料である前記した細粉砕物が投入されるホッパー５１と、該ポッパー５１の出口側が接続するシリンダー５２と、シリンダー５２内に供給された原料を減容し溶融しながら移送するスクリュー５３と、減容し溶融した再生樹脂が押し出される押出口５４とを備える。スクリュー５３は適宜の駆動源Ｍ１で回転駆動される。図示しないが、シリンダー５２の外周には、原料を加熱溶融するためのバンドヒーター等の適宜の加熱手段が配設されている。
【００４４】
ホッパー５１は、任意の形態のものを用いうるが、図示の例では、押し込みホッパーであり、原料をシリンダー５２内に一定量だけ圧入できるように、ホッパー５１には供給スクリュー５５が取り付けてある。
【００４５】
前記スクリュー５３は、原料移送方向上流側の第１のスクリュー５３ａと、それに接続する下流側の第２のスクリュー５３ｂとで構成されている。第１のスクリュー５３ａと第２のスクリュー５３ｂの接続部は小径部５６とされており、そこに対向するシリンダー５２の部分には、空気や水分などを抜くために機能するベント口５７が設けられている。前記したように、このベント口５７から、再生樹脂の原料である細粉砕物中に含まれる水分は、空気と共に抜け出ることができ、押出口５４から押し出される溶融樹脂にはほとんど水分は含まれない。
【００４６】
第２の溶融押出機６０も、シリンダー６１と、再生溶融樹脂を移送するためのシリンダー６１内に配置されたスクリュー６２と、再生溶融樹脂の押出口６３を備える。スクリュー６２は適宜の駆動源Ｍ２で回転駆動される。図示しないが、シリンダー６１の外周には、再生溶融樹脂の温度をコントロールするためのバンドヒーター等の適宜の加熱手段が配設されている。シリンダー６１は上流側に再生溶融樹脂取入口６４を有しており、前記第１の溶融押出機５０の押出口５４から押し出された再生溶融樹脂が、後に説明する連結部１００を通って、溶融樹脂取入口６４に入り込む。入り込んだ再生溶融樹脂は、再生溶融樹脂移送用のスクリュー６２の回転によって定量的に押出口６３に送られて、定量排出される。
【００４７】
前記した連結部１００について説明する。連結部１００は、第１の溶融押出機５０における前記した押出口５４に接続する管路部１０１と、該管路部１０１の下流側端１０２が開放する減圧室１０３とで構成される。そして減圧室１０３の下流側端が前記したシリンダー６１の樹脂取り入れ口６４に接続している。連結部１００は、全体が密閉構造とされており、内部を通過する再生溶融樹脂が外気と接触することなく通過できるようにされている。
【００４８】
管路部１０１の口径は押出口５４の口径と同じまたはほぼ同じとされており、必須ではないが、この例では、途中に管路部１０１を通過する再生溶融樹脂に作用する圧力を調整することのできる圧力調整手段１０４が設けられている。圧力調整手段１０４は、管路部１０１の口径を可変に制御することのできるチョークバルブであることは、構成の容易さや作業のし易さの観点から好ましいが、これに限らず、管路部にメルトスルーザーのような邪魔板を配置してもよい。
【００４９】
前記した減圧室１０３は、図示しない真空ポンプに接続しており、図示しない制御装置によって、室内は所要に減圧した状態に維持される。さらに、必須ではないが、図示の例では、減圧室１０３内に開放している管路部１０１の下流側端には、分流手段１０５が取り付けられている。分流手段１０５は、管路部１０１から１本の流れとして流出してくる再生溶融樹脂を複数本の流れに分流するものであって、分流することにより、減圧室１０３内の減圧した状態に晒される溶融樹脂の表面積を大きくしている。
【００５０】
上記の溶融押田機１０において、前記した細粉砕物である再生樹脂のための原料は、ホッパー５１からシリンダー５２内に供給される。供給された原料は、図示しない加熱装置により加熱されながら、スクリュー５３によってシリンダー５２内を押出口５４に向けて送られる。原料には、スクリュー５３の形状に応じた圧縮力が作用し、その圧縮と剪断力により、樹脂原料（細粉砕物）は次第に減容しかつ溶融する。また、原料からの脱気が次第に進行する。そして、第１のスクリュー５３ａと第２のスクリュー５３ｂとの接続部で一時的に作用する圧力が低くなり、原料内の空気や水分や揮発成分などの大部分はベント口５７から脱気される。
【００５１】
脱気および脱水された再生溶融樹脂は、シリンダー５２の押出口５４から連結部１００の管路部１０１内に流入し、その下流側端１０２から減圧室１０３内に押し出される。減圧室１０３内の前記押出口には分流手段１０５が設けてあり、管路部１０１から１本の流れとして押し出されてくる（流出してくる）再生溶融樹脂は複数本に分流される。それにより、再生溶融樹脂の表面積は分流本数に応じて大きくなる。
【００５２】
一方、減圧室１０３内は真空ポンプの作用で所要の真空度に減圧されており、表面積の大きくなった再生溶融樹脂は、減圧した状態に晒される。それにより、再生溶融樹脂の表面および内部に存在する揮発成分および残存している場合のわずかな水分も、再生樹脂から効果的に除去される。そして、揮発成分および水分がほぼ完全に除去された後の再生溶融樹脂が、第２の溶融押出機６０の樹脂取入口６４からそのシリンダー６１内に流入し、再生溶融樹脂移送用のスクリュー６２によって定量的に押出口６３に送られて、そこから定量排出される。押出口６３から定量排出される再生溶融樹脂は、揮発成分および水分がほぼ完全に除去されたものであり、品質の高い再生樹脂を得ることができる。
【００５３】
なお、減圧室１０３は、十分に揮発成分および残存しているわずかな水分を真空引きできる空間を持ち、かつ複数に分流した再生溶融樹脂の流れが互いに接触しないだけの大きさを持つようにすることが望ましい。分流した再生溶融樹脂が分流手段１０５から出て第２の溶融押出機６０のスクリュー６２に接触するまでの滞留時間は、一般的に１秒以上、好ましくは１．５秒以上が好ましい。この滞留時間は、減圧室１０３の形状や大きさ、さらには押出量の制御によって、調整することができる。減圧室１０３内の滞留時間が不足する場合は、金網等の邪魔装置をセットし、必要ならこれを多段にセットし、滞留時間を調整することができる。なお、図４に示した溶融押出機は、本出願人の出願に係る特願２０１１−１２４３７１号により詳しく説明されている。
【００５４】
なお、図４に示した溶融押出機４０から前記減圧室１０３を除去した形態の溶融押出機あるいは第１の溶融押出機５０単独の押出機も、本発明による溶融押出機として用いることもできる。
【実施例】
【００５５】
次に、本発明者らが行った実際の例について説明する。実験に当たって、一時使用された発泡樹脂シート成形容器の多数個を無差別で市場から回収した。その回収品を粉砕機に投入し、粉砕機の下に取り付けた過網のサイズを変更することで、表１に１〜７で示した平均粗粉砕サイズ（ｃｍ２）の粗粉砕品のサンプルを作った。なお、粗粉砕品の平均サイズ１００ｃｍ２以上のサンプルは、使用した粉砕機では得られなかったので、カッター刃の付いた押し切り装置で作成した。
【００５６】
各サンプルについて、図１でのＳ１４〜Ｓ２２までの工程を行った。その過程で、平均洗浄時間、粉砕粉量、平均細粉砕サイズ、含水量（脱水／細粉砕後）を測定した。また、溶融押出機として、図４に示した溶融押出機４０から前記減圧室１０３を除去した形態の溶融押出機を用い、脱水機７で脱水し細粉砕機８で平均サイズで０．９〜２．４ｃｍ２に細粉砕したものをサイロ９に溜め、それを溶融押出機１０で溶融して押出口６３のノズルからの押し出したときの状態を評価した。それらの結果を表１に示した。
【００５７】
平均粗粉砕品サイズと平均細粉砕品サイズは次のようにして測定した。すなわち、粉砕品を、粗粉砕品は一辺１０ｃｍの枡に、細粉砕品は一辺５ｃｍの枡に、粉砕しながら５〜１０分毎に５回すくいサンプルとした。ただし、粉砕サイズが５０〜１００ｃｍ２のものについては１８０ｍｍ×２７０ｍｍのポリ袋一杯に採取し、１００ｃｍ２を超えるものは３００ｍｍ×４５０ｍｍのポリ袋一杯に採取し、同様に粉砕しながら５〜１０分毎に５回すくいサンプルとした。サンプルは矩形でない場合には、長い方向を長辺、その直角方向を短辺とし、それぞれの長さを測定し掛け合わせ面積とし、各桝毎に面積の平均を算出した。同様の操作を５回繰り返し行い、その加重平均を平均値とした。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
なお、表１において、
・平均洗浄時間は、水洗浄機３、コンベア４、温水洗浄機５、２つの洗浄移動機６，６、脱水機７を通過する時間。
・粉砕粉量は、粉砕、洗浄時に発生した粉の量であり、温水洗浄後の粗粉砕物と一緒に排出されたアルカリまたは石鹸を含む洗浄温水が、粗粉砕物と分けられた後に、６０メッシュの金網を設置し、そこに濾過された粉量を測定した。
・含水量（脱水後）は、脱水機７を通過後のサンプルを１００Ｌ取り出し、取り出し直後と乾燥機で十分乾燥した後との重量差から算出した。
【００６０】
［評価］
サンプル１と２では、脱水後の細粉砕物の含水量が４２ｗｔ％、２７ｗｔ％と大きくなった。水分量が多いことで、溶融押出機からの押し出し状態は安定しなかった。これは、粗粉砕したときの粉砕物の平均粉砕サイズが４ｃｍ２と小さすぎたことで、単位量（例えば１００Ｌ）当たりの粉砕物における各粉砕物の粉砕面から内部に洗浄したときに水が浸入し、水分の総量が大きくなり、脱水機７による脱水処理のみでは十分な脱水が行えず、溶融押出機１０のベント口５７から除水（脱水）しても、なお再生溶融樹脂中に水分が残存していたことによると考えられる。
【００６１】
また、サンプル１と２では、粉砕物の平均粉砕サイズが小さいことから、次工程での微粉砕粉量も大きくなり、その分、洗浄温水の濾過負担も大きくなる傾向もある。
【００６２】
サンプル７は、粗粉砕物の平均粒径サイズが４００ｃｍ２と大きく、各工程間での配管によるエアー輸送が困難となり、生産性の低下をまねいた。なお、細粉砕後に溶融押出機に投入して押し出し状態を観察した結果、押し出しは良好であった。
【００６３】
サンプル３〜６は、配管によるエアー輸送も良好で生産性が高く、また溶融押出機での押し出しも安定性もよく押し出しできた。
【００６４】
以上のことから、市場回収発泡樹脂容器を平均大きさほぼ７〜３００ｃｍ２に粗粉砕して粗粉砕物することと、ほぼ１８ｗｔ％以下に脱水処理された粗粉砕物を平均大きさほぼ０．２〜６ｃｍ２に細粉砕して細粉砕物とすることにより、従来知られた溶融押出機を用いて、かつ加熱乾燥装置を用いることなく、短時間に少ないエネルギーで良質の再生樹脂を安定して押し出し可能となることがわかる。
【符号の説明】
【００６５】
１…粗粉砕機、
２…サイロ、
３…水洗浄機、
４…コンベア、
５…温水洗浄機、
６…洗浄移動機、
７…脱水機、
８…細粉砕機、
９…サイロ、
１０…溶融押出機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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